2019-11-19
隨著高速公路的發(fā)展，特別是山區(qū)高速公路需穿越大量的隧道，為了確保車輛通行的安全，需配置大量的照明，隧道的運行成本越來越高。為了實現(xiàn)隧道照明降低用電量、避免洞內(nèi)、外光差，確保車輛安全，實行分段照度控制，提高照明燈具的使用壽命，提高隧道照明安全穩(wěn)定運行，便于日常維護管理，采用光效好、無污染的冷光源節(jié)能的大功率 LED 燈作為隧道照明燈具，并采用以實現(xiàn)隧道照明自動化控制的智能控制系統(tǒng)，這是技術(shù)發(fā)展的必然，是節(jié)能減排的需要，也是實現(xiàn)高速公路安全運行的必然。
隧道照明不同于一般道路照明，有其明顯的特殊性，需要考慮人眼對光的適應(yīng)特性。視覺對視覺環(huán)境內(nèi)亮度變化順應(yīng)時的感受性稱為適應(yīng)，適應(yīng)有明適應(yīng)、暗適應(yīng)兩種。從暗處進入明亮環(huán)境時，視力的順應(yīng)為明適應(yīng)；從明亮的環(huán)境進入暗處時，視力的順應(yīng)為暗適應(yīng)。明適應(yīng)所需時間短，暗適應(yīng)所需時間長。在設(shè)計隧道照明時，要考慮到人的明適應(yīng)和暗適應(yīng)因素，重視過渡空間和過渡照明的設(shè)計。為了滿足眼睛適應(yīng)性要求，在隧道入口需作一段明暗過渡照明，以保證一定的視力要求。隧道照明不同于其他道路照明，存在以下幾種特殊的視覺問題：
白天進入隧道前，由于隧道內(nèi)外的亮度差別極大，從隧道外部去看照明很不充分的隧道入口會有“黑洞”現(xiàn)象。當(dāng)駕駛員進入隧道后由于人眼視覺的滯后性作用，產(chǎn)生視覺上的盲區(qū)，即產(chǎn)生“適應(yīng)滯后現(xiàn)象”。如下圖：
無論是白天還是晚上，隧道內(nèi)的道路環(huán)境及對行車視覺產(chǎn)生的影響都不同于一般道路。主要原因是隧道內(nèi)部汽車排出的廢氣無法迅速消散形成煙霧，將汽車燈和道路照明器發(fā)出的光吸收和散射，降低能見度。
白天，汽車穿過較長的隧道接近出口時，由于通過出口看到的外部亮度極高，出口看上去是個亮洞，會出現(xiàn)極強的眩光（即白洞現(xiàn)象），駕駛員感到極不適應(yīng)，如下圖“白洞”現(xiàn)象。夜間與白天正好相反，隧道出口看到的是黑洞，駕駛員看不清外部道路的線型及路上的障礙物。
由于隧道對于交通流的特殊作用，供電故障對正常行駛于隧道內(nèi)的駕駛員來說是非常危險的，因此在隧道長度大于 200 米以上是應(yīng)建立緊急照明系統(tǒng)。采用雙路供電電源或者后備電源，應(yīng)急照明的照度為正常照明的 1/5 以上。
消除隧道照明安全隱患，實現(xiàn)智能控制，遠程監(jiān)控，高效節(jié)能等功能。其功能如：數(shù)據(jù)采集、情景設(shè)置、開關(guān)控制、調(diào)光控制、安全控制、遠程監(jiān)控和查詢、自動校時、地圖引導(dǎo)、智能運行、報警處理、負荷監(jiān)控、報表功能等。
隧道的智能照明控制系統(tǒng)，主要由單燈級監(jiān)控和自動調(diào)光部分組成。單燈級監(jiān)控、自動調(diào)光部分用于對隧道的照明亮度進行自動化控制和管理。
由于隧道白天與夜間的照明要求不同, 因此對于入口段、過渡段及出口段的照明基本是由基本照明和加強照明兩部分組成。隧道智能照明 RS-485 總線控制系統(tǒng)實現(xiàn)隧道加強照明的無級調(diào)光控制，白天時，智能照明控制系統(tǒng)可以通過洞外亮度對隧道內(nèi)加強照明燈具進行實時調(diào)節(jié)，夜晚通過時間表自動調(diào)節(jié)隧道燈具亮度?；菊彰鞑糠忠部砂凑招枨蟾鶕?jù)照度或時間自動調(diào)節(jié)。
通過隧道智能照明控制系統(tǒng)對于隧道照明自動化管理和控制，在滿足舒適的隧道交通環(huán)境下，最大限度的節(jié)約隧道照明運營成本。
隧道智能照明 RS-485 總線控制系統(tǒng)主要由主站管理軟件、傳感器（光照度檢測器）、集中控制器和 RS-485 燈控器等組成，根據(jù)隧道的距離和燈具數(shù)量還需添加部分 RS-485 中繼器。
手動模式、自動模式（分時控制）、情景模式（時段+光控+車流量+車速）等，可以滿足用戶任何情況下按照需求自動開啟和調(diào)節(jié)燈具亮度。
管理人員可根據(jù)當(dāng)時的天氣狀況，車流量信息。通過管理中心設(shè)定洞內(nèi)各段亮度，一鍵下發(fā)洞內(nèi)各段調(diào)光指令，實現(xiàn)對洞內(nèi)亮度無極調(diào)光。當(dāng)隧道內(nèi)一旦發(fā)生災(zāi)情，管理人員可下發(fā)一鍵調(diào)光 100%指令，讓所有燈具全功率運行，以保證洞內(nèi)的能見度。
b)場景模式（通過光照度、車速和車流量自動控制隧道各段的亮度）管理人員通過設(shè)定傳感器檢測參數(shù)，天氣光照度傳感器檢測參數(shù)。系統(tǒng)根據(jù)采集到的車速信息、車流量信息和洞外光照度值，自動設(shè)定隧道中各段的調(diào)光值，實現(xiàn)自動化控制隧道照明燈具亮度。實現(xiàn)隧道內(nèi)的無極調(diào)光。
燈控器一旦發(fā)生故障，會將燈具調(diào)光到 100%，以保證對隧道內(nèi)的照明需求。
c)自動模式（分時控制）當(dāng)進入夜晚（19:00-6:00）時，洞外的光照度幾乎不變，根據(jù)車流量的多少可分為上半夜（19:00-00:00）時間段和下半夜（00:00-6:00）時間段，從而分別控制這兩段時間段洞內(nèi)各段亮度值。
管理人員可以通過遠程、實時、預(yù)設(shè)等模式控制各段中任何一盞單燈的開啟、關(guān)閉、調(diào)光及燈具功率、電壓、電流、功率因數(shù)和燈具狀態(tài)查詢等多種功能，實時了解燈具運行狀態(tài)。
管理人員可以通過遠程、實時、預(yù)設(shè)等模式控制各段中任何回路的閉合、斷開及回路的功率、電壓、電流、功率因數(shù)和回路狀態(tài)查詢等多種功能，實時了解回路的運行狀態(tài)。
管理人員可以通過遠程、實時、預(yù)設(shè)等模式控制整條隧道的閉合、斷開及整體的功率、電壓、電流、功率因數(shù)等多種功能，實時了解隧道的運行狀態(tài)。
燈具在使用過程中出現(xiàn)故障，集中器可以將燈具故障通過上位機上報給管理員用戶，并且可以提供燈具故障的原因，燈具在隧道內(nèi)的具體地址等多種信息。
根據(jù)采集洞內(nèi)外的光照度及車流量、車速等數(shù)據(jù)，有計劃的制度和有效的亮燈方案，自動管理和調(diào)節(jié)隧道內(nèi)燈具的亮度。即有效解決隧道常見的白洞和黑洞效應(yīng)，又最大化節(jié)約電能。
實現(xiàn)遠程、智能、實時的抄表，實時、快捷的數(shù)據(jù)查詢功能，可以確保數(shù)據(jù)的及時性、有效性。
具有用戶權(quán)限設(shè)置，防止非管理人員使用，確保系統(tǒng)控制安全的可靠性。
可以直觀體現(xiàn)燈具體位置，故障情況和亮燈率等信息。
可以根據(jù)隧道實際天氣情況設(shè)置晴天、陰天、重陰天和霧天等場景工作設(shè)置。
本此系統(tǒng)設(shè)計目的是：將每一個隧道燈具由計算機系統(tǒng)軟件自動管理和維護。所有控制操作均有系統(tǒng)自動完成，無需人工干預(yù)即可完成隧道的照明需求。
系統(tǒng)搭建完成后，在管理中心可實現(xiàn)對隧道的每一盞隧道燈可進行遠程控制和智能無極調(diào)光，即結(jié)合光控、車輛等信息智能調(diào)節(jié)，又根據(jù)日夜更替進行亮度調(diào)節(jié)，滿足隧道照明的特殊性，真正意義上實現(xiàn)按需照明。
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